ІІ - тарау
Элементтер химиясы
1. Сутегі. Су
Сутегi — кең таралған элементтердiң бiрi.
Сутегi физикалық және химиялық қасиетi жағынан галогендерге ұқсас. Бос
күйiнде иiссiз, түссiз газ. Галогендер сияқты металдармен қосылғанда терiс
тотығу дәрежесiн кӛрсетiп гидрид түзедi (NаН). Сутегi галогендер сияқты бос
күйiнде екi атомды (Н2, С12, F2). Сондықтан оны период жүйесiнде VII А
топшаға орналастырады. Сонымен қатар, сутегi сiлтiлiк металдар сияқты оң
тотығу дәрежесiн де кӛрсетедi (НСI, Н2S). Осы қасиетiне қарай оны период
жүйесiнiң I А топшасына да орналастыруға болады.
Табиғатта сутегi екi изотоп түзедi — протий және дейтерий . үшiншi
тритий изотопы жасанды. Судың құрамында 11,19% сутегi бар.
Зертханада сутегiн Кипп аппаратында мырыш металын күкiрт немесе тұз
қышқылы ерiтiндiсiмен әрекеттестiрiп алады. Кейде оны металмен (А1)
сiлтiнi әрекеттестiрiп алуға болады:
2А1 + 2NаОН +10Н2О = 3Н2 + 2Nа[А1(ОН)4(Н2О)2]
Ӛнеркәсiпте сутегiн темiр — бу, электролиз әдiстерiмен алады. Кейiнгi
кезде, құрамында метан бар табиғи газды сумен, оттегiмен араластырып
сутегiн алу әдiсi жиi қолданылады (800—900оС):
2СН4 + 2Н2О + О2 = 6Н2 + 2СО2
Есептер мен жаттығулар.
1. Протий, дейтерий, тритийдің атом құрылысының схемасын
сызыңдар.
2. Сутегін темір-бу, конверсия және метанды қыздырып айыру әдісімен
алу реакцияларының теңдеулерін жазыңдар.
3. Сутегі қандай жағдайда сұйық және қатты күйге айналады?
4. Зертханада және ӛнеркәсіпте сутегін қандай жолмен алады? Сутегі
қайда қолданылады?
5. Қандай қосылыстарды гидраттар дейміз? Оларға мысал келтіріңдер.
6. Сутегі молекуласы мен атомдық сутегінің айырмашылығы неде?
7. Сутегінің қанша изотоптары бар?
8. Сутегі қандай заттарда ери алады?
9. Сутегі асқын тотығын қалай алады және оның химиялық қасиеттері
қандай?
10. Қандай қосылыстар пероксид деп аталады? Сутегі пероксиді қайда
қолданылады?
144
11. 1 г мырыш және 2 г алюминий қоспасы тұз қышқылында ерігенде
неше л сутегі бӛлінеді?
12. 1,2 г магний және 0,9 г алюминий тұз қышқылында ерігенде неше л
сутегі бӛлінеді?
13. Сутегі жанғанда оттегі қалдығындағы газдар қоспасының кӛлемі 27
мл кеміді. Сутегінің кӛлемі қанша болған?
14. Қалыпты жағдайда 20 л күркіреуік газ жарылғанда қанша г су
алынады?
15. 0,48 г сутегі және 4,64 г оттегінен тұратын қоспа жарылғанда
қандай газ және оның қанша мӛлшері реакцияға қатыспайды?
16. Сутегін тұз қышқылынан алу үшін мырыш, сынап, күміс, темір,
магний металдарының қайсысы қолданылады? Реакция теңдеуін жазыңдар.
17. Кальций гидридінің
2
CaH
сумен әрекеттесуінің реакция теңдеуін
жазыңдар.
18. 12% қоспасы бар 200 г кальций гидридінен қанша кӛлем сутегін
алуға болады?
19. 1 стақан (200 мл) судан: электролиз арқылы және актив металмен
әрекеттестіру арқылы қанша кӛлем сутегін алуға болады?
20. 1 кг 30 % сутегі пероксидін электролиздегенде неше л сутегін алуға
болады?
21. 100 кг суда,100 кг сутегінің пероксидінің 50 % ерітіндісінде және
100 кг таза сутегінің пероксидінде неше кг сутегі болады?
22. Судың физикалық және химиялық қасиеттерін айтыңдар.
23. Термиялық диссоциация дегеніміз не?
24. Ауыр су қалай алынады және қайда қолданылады?
25. Қандай суды минералдық су дейміз? Минералдық су қай жерлерде
кездеседі?
26. Судың тұрмыста, ӛнеркәсіпте және ауыл шаруашылығында
қолданылуына мысал келтіріңдер.
27. Қыздырылған темірге су буын жібергенде 5 кг сутегі алынды. Бұған
қанша су жұмсалды?
28. Қалыпты жағдайда су оттегінен неше есе ауыр?
29. 101,4
0
С-де қайнайтын,-3,8
0
С-де қататын судың формуласы қандай
болмақ?
30. Судың натрий, калий, кальций, магний, темірмен әрекеттесу
реакциясының теңдеуін жазыңдар.
145
2.
VІІ А -топ элементтері.
Хлор және хлорсутегі.
Хлордың оттекті қосылыстары
Қасиеттері
F
Cl
Br
I
At
Рет нӛмірі
9
17
35
53
85
Салыстырмалы атомдық
массасы, а.м.б.
18,98
35,45
79,00
126,9
210
Валентілік электрондары
5
2
2
2
p
s
5
2
3
3
p
s
5
2
4
4
p
s
5
2
5
5
p
s
5
2
6
6
p
s
Электронға жақындығы,
ЭВ
3,60
3,80
3,54
3,39
-
Салыстырмалы
электртерістілігі
4,10
2,83
2,74
2,21
1,90
Балқу температурасы,
0
С
-220
-101
-7
+133
-227
Хлордың екi изотопы бар. Ол тек қосылыс түрiнде кездеседi. Жер
бетiнде оның мӛлшерi 0,25%.
Ӛнеркәсiпте хлорды натрий хлоридi ерiтiндiсiн электролиздеп алады.
Электролиз кезiнде хлор—анион анодқа тартылып тотықсызданады.
Зертханада оны алу үшiн концентрлi тұз қышқылына күштi
тотықтырғышпен әсер етедi. Кӛбiнесе, тотықтырғыш ретiнде калий
перманганаты КМnО4, марганец (IV) оксидi, калий хлораты KСIО4
қолданылады.
Химиялық активтiгi жағынан хлор фтордан кейiн активтi металл емес
болып табылады. Ол — күштi тотықтырғыш. Барлық металдармен дерлiк
тiкелей әрекеттесiп хлоридтер түзедi.
Хлорсутегiн лабораторияда натрий хлоридiне күкiрт қышқылымен әсер
етiп алады.
Техникада хлорсутегiн синтез әдiсiмен де алады:
Н2 + С12 = 2НС1
Хлорсутегi — ӛткiр иiстi, түссiз газ, тыныс жүйесiнiң сiлекей кабығын
тiтiркендiредi, ауадан ауыр. Ол ауада түтiнденедi, ӛйткенi ауадағы су буымен
әрекеттесiп тұз қышқылын түзедi. Хлорсутегi суда ӛте жақсы еридi. Судың 1
кӛлемiнде 507 кӛлем хлорсутегi еридi. Түзiлген ерiтiндiнi тұз қышқылы
деп атайды.
Хлор оттегiмен тiкелей әрекеттеспейдi, ал оның оттектi қосылыстарын
қосымша жолмен алады. Оттектi қосылыстарында хлор оң тотығу дәрежесiн
кӛрсетедi. Хлордың мына оттектi қышқылдары белгiлi: хлорлылау, хлорлы,
хлорлау, хлор қышқылдары.
146
Есептер мен жаттығулар.
1. Галогендердің атом құрылыстарын барлық квант сандарымен жазып,
валенттіліктеріне толық сипаттама беріңдер.
2. Галогендердің тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш қасиеттері топ
бойынша қалай ӛзгеретіндігін реакция теңдеулерімен кӛрсетіңдер.
3. Галогенді ӛндірісте табиғи қосылыстардан алудың негізгі әдістерін
теңдеулерімен кӛрсетіңдер.
4. Галогендерді зертханада алу жолдарының теңдеулерін жазып,
химиялық, физикалық қасиеттерін түсіндіріңдер.
5. Галогендердің сутектік қосылыстарын ӛндірісте, зертханада қандай
әдіспен алуға болады? Оны реакция теңдеулері арқылы дәлелдеңдер.
6. Галогендердің сутектік қосылыстарының химиялық, физикалық
қасиеттері қандай? Олардың активтіктері топ ішінде қалай ӛзгереді?
7. Бромсутегі және иодсутегін неден, қалай алуға болады? Оны реакция
теңдеулері арқылы дәлелдеңдер.
8. Хлордың оттекті қосылыстарын алудың қандай әдістерін білесіңдер?
Оны реакция теңдеулері арқылы дәлелдеңдер.
9. Галогендердің қайсысы қышқылдармен әркеттескенде металдық
қасиет кӛрсете алады? Мысал келтіріңдер.
10. Тӛмендегі тотығу-тотықсыздану реакцияларын электрондық
теңдеуімен жазып, реакцияны теңестіре отырып, түсіндіріңдер:
а) HBr + MnO
2
→
ә) HCl + K
2
Cr
2
O
7
→
б) Ca(OCl)
2
(конц.) + HCl→
в) KI + KMnO
4
+ H
2
SO
4
→.
11.
I
Br
Cl
,
,
- иондарының тотықсыздандырғыш қасиеттерін реакция
теңдеулері арқылы дәлелдеңдер.
12. Хлорлылау қышқылдың тотықтырғыш қасиетін реакция теңдеулері
арқылы дәлелдеңдер.
13. Хлорлы ізбестің қолданылатын орындарын еске ала отырып,
реакция теңдеулерін жазыңдар.
14. Тұз қышқылы темір, магний, мырыш, мыс металдарымен қалай
әрекеттеседі? Реакция теңдеулерін жазыңдар.
15. Хлор ӛндірістің қай салаларында қолданылады?
16. Хлордың оттекті қосылыстарының қасиеттерін түсіндіріп, тұрақты
тұздарының формулаларын жазыңдар.
17. Хлордың қай оттекті қышқылының тұздары күшті гидролизденеді?
18. 100г натрий хлораты мен 100 г калий хлораты катализатор
қатысында толық айырылғанша қыздырылған. Оттегі қайсысынан кӛп
бӛлінеді?
19. Балқытқыш қышқыл дегеніміз не? Оның химиялық, физикалық
қасиеттерін, қолданылатын жерлерін кӛрсетіңдер және тұрақты тұздарын
жазыңдар.
147
20. Зертханада күкірт қышқылы мен кристалды натрий гидроксиді
болса, хлор мен хлорсутегін құрғату үшін қайсысын қолдануға болады? Оны
реакция теңдеулері арқылы дәлелдеңдер.
21. Мына қышқылдардың –
3
, HIO
HIO
және
4
HJO
- тотықтырғыш қатары
қалай ӛзгереді?
22. Қалыпты жағдайда алынған 1 м
3
HCl
суда ерігенде қандай мӛлшерде
жылу бӛлінеді?
23. Қалыпты жағдайда ӛлшенген 80 л хлор 120 л сутегімен
әрекеттескенде қанша л хлорсутегі алынады?
24. 8% қоспалары бар 2 кг балқытқыш шпаттан
)
(
2
CaF
30 %
балқытқыш қышқылдың
HF
қандай мӛлшерін даярлауға болады?
25. Қалыпты жағдайда 1 л суда 450 л хлорсутегі ерісе, ерітіндінің
массалық үлесі қандай болады?
26. 112 г калий гидроксиді еріген ыстық ерітіндіге хлор газын жіберсе,
неше грамм Бертолле тұзы түзіледі?
KOH + Cl
2
→KCl + KClO
3
+ H
2
O
Реакция теңдеуін теңестіріңдер.
27. Құрамында 0,64 % калий йодиді бар 10 г теңіз балдырын
ӛртегеннен кейін, йод алу үшін хлормен тотықтырады. Осы жағдайда қанша
кӛлем хлор реакцияға түседі?
28. 120 л 36 % тұз қышқылы ерітіндісіне (тығыздығы 1,181 г/мл) 200 л
су құйса, осыдан кейін қышқыл ерітіндісі неше молярлы, неше процентті
болады?
29.
Тӛмендегі
теңдеулерді
тотығу-тотықсыздану
реакциясы
тұрғысынан жазып кӛрсетіңдер:
K
2
S + NaClO + H
2
SO
4
→ SO + NaCl + H
2
O
NaBr + NaBr
2
O
3
+ H
2
SO
4
→ Br
2
+ Na
2
SO
4
+ H
2
O
NaCrO
2
+ Br
2
+ NaOH → Na
2
CrO
4
+ NaBr + H
2
O
H
2
SO
3
+ HClO
3
→ H
2
SO
4
+ HCl
KI + KMnO
4
+ H
2
SO
4
→I
2
+ MnSO
4
+….
HCl + KMnO
4
→Cl
2
+ MnCl
2
+….
KI + H
2
O
2
+ H
2
SO
4
→ I
2
+ + K
2
SO
4
+ H
2
O
I
2
+ H
2
O
2
→HIO
3
+ H
2
O
I
2
+ H
2
SO
3
→ H
2
SO
4
+ ….
Cl
2
+ H
2
O → HClO + HCl
KClO
3
+ HCl → H
2
O + Cl
2
+ KCl
MnO
2
+ KNO
3
+KOH → K
2
MnO
4
+ KNO
2
+ H
2
O.
30. 4 г магний оксиді галогенсутектердің бірімен әрекеттескенде 0,4 г
тұз түзіледі. Магний оксиді галогенсутектердің қайсысымен әрекеттескен?
31. Тығыздығы 1,10 г/мл тең 3 л 20 % тұз қышқылының ерітіндісінде
неше л хлорсутегі ериді?
32. Бром және йод ерітінділерінің түci сары болады. Оларды бip-бipiнeн
қалай ажыратады?
33. Жавель суы дегеніміз не? Оны алу реакциясын жазыңдар?
148
34. Тоқыма ӛндірісінде мата ағарту үшін қолданылатын хлордың
проценттік мӛлшерін тӛмендегі қосылыстардан есептеп шығарыңдар: а)
кальций гидрохлориді;
ә) натрий гипохлориді.
35. Хлор оксиді буының сутегімен алғандағы тығыздығы 33,73 г/мл, ал
хлор оксидінде 47,42% оттегі бар. Осы оксидтің формуласын табыңдар.
36. Галогендердің молекула құрылыстарын электрон бұлттары арқылы
кӛрсетіңдер.
3. VІ А -топ элементтері
Оттегі, ауа.
Қасиеттері
O
S
Se
Te
Po
Рет нӛмірі
8
16
34
52
84
Салыстырмалы
атомдық массасы,
а.м.б.
15,99
32,06
78,96
127,60
Валентілік
электрондары
4
2
2
2
p
s
4
2
3
3
p
s
4
2
4
4
p
s
4
2
5
5
p
s
4
2
6
6
p
s
Атом радиусы, нм
-
0,16
0,17
0,17
Салыстырмалы
электртерістілігі
3,50
2,50
2,48
2,01
1,76
Балқу температурасы,
0
С
-218
112,8
220,5
450
250
Оттегi - ең кӛп таралған элемент. Табиғаттағы оның мӛлшерi
(литосфера мен атмосфераны қоса есептегенде) 47,2% (салмақ).
Оттегiнiң ауаның құрамды бӛлiгi екенiн алғаш Лавуазье дәлелдедi. Таза
оттегiн алғаш швед ғалымы Шееле (1772 ж.) содан соң 1772 ж. ағылшын
ғалымы Пристли сынап (II) оксидiнен алған.
Ӛнеркәсiпте оттегiн сұйық ауаны ректификациялап алады. Азоттың
қайнау температурасы тӛмен болғандықтан бiрiншi ұшады да, оттегi қалады.
Таза оттегiн суды электролиздеп алуға болады. Оттегiн арнаулы баллондарда
сақтап, тасымалдайды.
Зертханада оттегiн калий перманганатын не хлоратын қыздырып
ыдырату арқылы алады.
Оттегi — иiссiз, түссiз, ауадан шамалы ауыр газ. Ол—183oС—та
сұйылады, —218,8oС—та қар сияқты қатты затқа айналады. Оттегi суда аз
еридi, 20oС—та судың 100 кӛлемiнде оның 3,1 кӛлемi ғана еридi.
Әдетте оттегi ӛте тұрақты екi атомнан
2
O
тұрады. Оттегi молекуласы
атомдарға ыдырау үшiн ӛте жоғары температураға дейiн қыздыру қажет
(1500—3000oС). Оттегi парамагниттi, сондықтан оның молекуласында дара
электрон болуы тиiс.
Оттегi инерттi газдардан басқа барлық элементтермен қосылыс түзедi.
Ол кӛптеген металдармен және металл еместермен тiкелей әрекеттеседi.
149
Оттегi тiкелей алтынмен, платинамен және галогендермен ғана
әрекеттеспейдi. Жеке элементтермен ол оксидтер түзедi. Оксидтерде -2
тотығу дәрежесiн кӛрсетедi. Таза оттегiнде заттар ауадағыдан жақсы жанады.
Табиғатта оттегi кӛмегiмен тыныс алу, шiру, жану процестерi жүредi. Тiптi
организмде оттегi қатысуында жүретiн тотығу процесiн тыныс алу дейдi.
Тыныс алу кезiнде бӛлiнген энергия организмдегi басқа процестердi қолдап
тұрады. Ӛсiмдiк, жануар қалдықтарының оттегiнде тотығуы - шiру процесі.
Жылу және сәуле бӛле жүретiн оттегiнде заттардың тотығуын жану дейдi.
Оттегi екi түрлi аллотропиялық түр ӛзгерiс түзедi. Олар оттегi
2
O
және
озон
3
O
. Екеуi бiр элемент болғанымен қасиеттерi әр түрлi болады. Озон —
ӛзiне тән иiсi бар кӛгiлдiр газ. Озонның иiсiн қарағайлы орманда,
найзағайдан соң ауадан сезуге болады.
Озоннын, салыстырмалы молекулалық массасы 48, ол ауадан 1,5 есе
ауыр, —112oС—та сұйыққа айналады. Озон оттегiне қарағанда суда жақсы
еридi. Ол тұрақсыз болғандықтан, соққының әсерiнен жарылып кетедi.
Озон ӛте күштi тотықтырғыш. Ол барлық металдарды (сынап пен
күмiстi де) тотықтырады, металл еместерге әсер етедi, органикалық
бояуларды түссiздендiредi. Озон микро—организмдердi ӛлтiредi. Фосфор,
этил спиртi, скипидар озон әсерiмен жанып кетедi. Озонның тотықтырғыш
қасиетi әдеттегi температурада оның ыдырап атомдық оттегiн бӛлуiмен
түсiндiрiледi:
O
O
O
2
3
Оттегi ауаның қүрамына кiредi. Жердегi ӛмiр үшiн ауаның маңызын
айтпауға болмайды. Ауаның курделi қоспа екенiн алғаш Лавуазье
дәлелдеген. Қазiр ауаның оттегiнен, азоттан және инерттi газдардан
туратыны белгiлi: оттегi 20,9% (кӛлем), азот 78,2% (кӛлем) және инерттi
газдар — 0,9% (кӛлем). Сонымен қатар, ауаның құрамына кездейсоқ
қоспалар түрiнде кӛмiртегi (IV) оксидi
2
CO
0,03% (кӛл.) және су буы 0,2 —
2% (мас.) кiредi.
Есептер мен жаттығулар.
1. Оттегі табиғатта қандай күйде кездеседі?
2. Озон қалай алынады және оның химиялық қасиеттері қандай?
3. Адам тыныс алу үшін 1 сағатта шамамен 56 л оттегін жұмсайды.
Ұшу кезінде 1 кг 100 г оттегі бар прибор ұшқышты қанша уақыт оттегімен
қамтамасыз етеді?
4. Қалыпты жағдайда алынған 1 л күркіреуік газдың (2 кӛлем сутегі мен
1 кӛлем оттегінен тұрады) салмағы және ауамен салыстырғандағы
тығыздығын анықтаңдар.
5. 20 % озоннан және 80 % оттегіден тұратын 1 л қоспаның салмағын
анықтаңдар.
6. 1 км биіктіктегі 200 м
3
ауада 5,3 мг озон болады. Осы биіктіктегі 1 л
озон ауаның қандай кӛлемін алады?
150
7. Қалыпты жағдайда 2,497 г мышьякты жандырғанда 500 мл оттегі
жұмсалады. Алынған оксидтің формуласын тап.
8. 1 л сұйық оттегі 1,145 кг болады. Сондай мӛлшердегі оттегі қалыпты
жағдайда қанша кӛлем алады?
9. 50 % сутегімен және 50 % кӛмір қышқыл газынан тұратын 1 м
3
газ
қоспасын жағу үшін қанша кӛлем оттегі жұмсалады?
10. 20 г фосфор жану үшін қанша л оттегі қажет? Осы мақсат үшін
қанша кӛлем ауа қажет?
11. 1 л оттегінің салмағын 1,43 г. 42 г магний жану үшін неше л оттегі
қажет?
12. Мына заттардың:
2
2
2
3
4
;
;
;
BaO
O
H
KClO
KMnO
әрқайсысының 40 грамы
ыдырағанда қанша г оттегін алуға болады?
13. Ауаның құрамы қандай?
14. Ауаның орташа молекулалық салмағы неге тең?
15. Сұйық ауа қалай алынады және ол қандай қасиеттер кӛрсетеді?
16. Сұйық ауадан азот пен оттегін қалай алуға болады?
17. Ауа ӛндірісте қандай заттарды алу үшін шикізат ретінде
қолданылады?
18. Сұйық ауада заттар ӛз қасиетін қалай ӛзгертеді?
19. Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесінде инертті газдар қай топта
орналасқан?
20. Қ.ж. 1 л ауа 1,29 г тартса, 0
0
С және 100 атм қысымда
сыйымдылығы 10 л баллондағы ауаның салмағын табыңдар. Баллондағы
ауаны 25 атмосфераға дейін кеміткенде, баллонның массасы қаншалықты
кемиді?
21. Мына газдардың – хлор, фосген, кӛмір (ІV) оксиді, метан, кӛмір (ІІ)
оксиді, күкіртсутегі- қайсысы ауадан жеңіл және қайсысы ауадан ауыр?
22. Қ.ж. 1 кг кӛміртегі жану үшін қанша кӛлем ауа қажет?
23. Ауа құрамының
5
1
кӛлемі оттегінен тұрады деп есептесек,
құрамында 50
кӛміртегі, 6
сутегі және 44
оттегі бар 20 кг ағаш жану
үшін қанша кӛлем ауа қажет?
24. Қ.ж. 1 л ауа 1,29 г тартады. Қысым тұрақты болса, 1 л ауа қандай
температурада 1,2 г тартады?
25. 17
0
С және 1 атм қысымда 1 кг ауа қандай кӛлем алады?
26. 17
0
С және 624 мм сынап бағанасында 1 м
3
ауаның массасы қандай
болады?
Достарыңызбен бөлісу: |